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火星“失败”简史:火星任务为何成功率不高?

发布时间:2018-11-27 09:47:54  作者:漫步宇宙  来源:漫步宇宙  阅读:229

    火星“失败”简史:火星任务为何成功率不高?
      11月26日,“洞察”号着陆器将登陆火星
      正所谓失败是成功之母,火星探索尤其如此。这颗红色星球与地球相隔十万八千里,飞船要克服重重挑战,才能完成这段旅程。从人类奔赴火星的那一天起,便注定了要经常与失败为伍。迄今为止,半数火星任务最后都以失败告终,要么是因为发射故障,要么是途中发生变故。虽然航天机构的太空探索记录不断改善,尤其是在过去10年,但火星任务的成功率依然不高,很多飞船命丧火星之旅。
    火星“失败”简史:火星任务为何成功率不高?
      火星3号探测器
      出师不利
      前苏联的火星二号是第一个登陆火星的人造物体。不幸的是,火星二号进入火星大气层时角度太陡,未能打开降落伞。没有降落伞的减速,火星二号重重地摔在地上,香消玉殒,从未与工程师取得联系。
      火星三号着陆器是火星二号的姊妹篇。虽然在降落过程中遭遇猛烈的尘暴,但最终还是有惊无险地完成着陆。不过,这颗着陆器只运转了短短20秒,之后便进入休眠模式。火星三号只传回了一幅照片,拍的是什么,估计只有它自己知道。不过,火星三号仍不失为一次成功的任务。
    火星“失败”简史:火星任务为何成功率不高?
      火星三号传回的第一幅火星表面照片,也是唯一的一幅
      1999年的火星气候轨道器事故是最让美国人没面子的事故之一。这场事故并非技术故障所致。当时,美国宇航局的一组人员使用磅、英尺等英制单位,而其他工程师则使用公制单位。这不是问题的关键,真正的问题是居然没有一个人注意到这点,直到轨道器距离火星太近,烧毁在大气层中。按照计划,轨道器本不该进入大气层。时至今日,火星气候轨道器事故仍旧是美国宇航局最尴尬的事故之一,当时至少有两名工程师意识到大事不妙,但最后也没能解决问题。这场事故导致1.93亿美元经济损失。
    火星“失败”简史:火星任务为何成功率不高?
      小猎犬二号着陆器本应展开所有太阳能电池板(左中),但火星侦察轨道器获取的图像(左下)显示,只有几个电池板展开
      成功一半
      2003年,欧洲航天局成功将“火星快车”送入火星轨道。同年12月,“火星快车”释放小猎犬二号着陆器。按照计划,小猎犬二号将在圣诞节着陆。不幸的是,这颗轨道器最后失联,再也没听到它的任何消息。科学家一度认为小猎犬二号坠毁,但他们并未接收到任何失事信号。
      2016年,研究人员浏览火星卫星照片时发现了小猎犬二号,并未坠毁。图像显示这颗着陆器安静地呆在火星表面,某些照片中甚至能看到降落伞。问题出在太阳能电池板上,部分电池板未能展开,导致着陆器无法向地球传输信号。小猎犬二号任务只能算“成功一半”,因为它毕竟没有完成预定任务目标。
    火星“失败”简史:火星任务为何成功率不高?
      微量气体轨道器艺术概念图
      小猎犬二号事故之后,欧航局的坏运气仍然继续。2016年,他们又将一颗轨道器成功送入火星轨道,这一次是微量气体轨道器。随后,轨道器释放“斯基亚帕雷利”号着陆器。这一次,着陆器一直与轨道器保持联系,让科学家详细了解降落过程。不幸的是,着陆器最后以每小时545公里的速度撞向地面。
      “斯基亚帕雷利”号的传感器在快速降落过程中超负荷,导致着陆器误认为自己已经着陆,而实际上距地面还有几公里。结果,减速推进器在着陆过程中提前关闭,降落伞在距火星地表3.7公里的高度展开,原计划点火30秒的减速推进器仅仅维持了3秒,导致着陆器失速降落并发生爆炸。虽然与小猎犬二号一样遭受厄运,但这一次工程师至少知道发生了什么。
    火星“失败”简史:火星任务为何成功率不高?
      火星极地着陆器,用于收集火星南极的气候数据
      三重失败
      1999年的火星极地着陆器任务也以失败告终。降落过程中,这颗着陆器与工程师失联,工程师只能猜测哪个环节出现纰漏。一年后,他们意识到着陆装置向着陆器发送错误信号,告诉着陆器已经降落,可以关闭减速推进器。而实际上,此时的着陆器距地面还有一段距离。测试用原型采用不同布线,并未出现这个问题,但派向火星的版本最终遭遇厄运。
      更令人感到沮丧的是,与火星极地着陆器一同发射的两颗深空二号探测器也没有摆脱失败的命运。从母船释放时,探测器似乎一切正常,但从未向工程师“报到”。工程师认为探测器无法经受住撞击考验,最后命丧火星。
    火星“失败”简史:火星任务为何成功率不高?
      “好奇”号火星车,正对这颗红色星球进行勘察
      很多火星任务遭遇失败,但更多任务取得成功,尤其是在最近几年。火星任务之所以困难重重是由这项任务的特殊性决定的。火星的引力超过月球,大气层稠密度不及地球,给降落伞带来巨大挑战。此外,火星与地球非常遥远,前往火星的旅程必须依赖自动驾驶仪。
      幸运的是,航天机构不断升级自己的技术,以进一步提高火星任务的成功率。他们提出了一系列行之有效的解决方案,其中包括充气垫、制动推进器和天空起重机。这无疑是一个好消息,因为我们仍要对这位邻居实施一系列大计划。